1．突变率及其表达方式突变有其分子基础。因为自然界中普遍存在着突变，每个基因都有一定的突变率（mutation rate）。一般用每代中每一百万个基因中发生的突变数来表示，即n×10－6／基因／代。突变对遗传平衡的影响有正负两个.如一对等位基因A（显性）和a（隐性），由显性基因（A）突变为隐性基因（a）的过程。称为正向突变（forward mutation），其突变率以u表示；由隐性基因（a）突变为显性基因（A）的过程，称为回复突变（reverse mutation）,其突变率以v表示。设A基因的频率为p,a基因的频率为q,A基因的突变率为u,a基因的突变率为v,这样，每一代中就有pu或（1－q）u的基因A突变为a,也有qv的基因a回复突变为A。若（1-q）u>qv，则基因a的频率将增加，反之，(1-q)u
(1-q) u=qv
u=qu=qv
u=qu+qv
u=q(u+v)
q=μ/u+v
p=v/u+v
在此情况下，突变频率完全由u和v 来决定。突变有时导致一个基因功能的丧失或变化。大多数可检测的突变是有害的，因此有突变就会面临选择，如果选择是中性，即中性突变（neutral mutaiton）。这种突变型既无害处亦无益处，选择性不显著。如我国汉族人群中，对苯硫脲（PTC）缺乏尝味能力的味盲（tt）的频率为9％，味盲基因（t）的频率为0.03，这里
=0.03。此PTC味盲基因（t）就可看成是来源于中性突变。它对人体既无特殊益处，也无明显的害处，选择作用也不明显。
2．选择和适合度选择（selection）是指自然选择。选择对遗传平衡的作用是增加或减少个体的适合度（f）。适合度（fitness）是指个体在一定条件环境下，能生存并传递其基因于下代的能力。可以说是生存和生育率联合效应的最后结果，可用相同环境中，不同个体的相对生育率（fertility）来衡量。例如丹麦对软骨发育不全患者的调查，该病是常染色体显性遗传病，有矮小、指短、头大、低鼻梁、前额大等体征。在108例患者中，共生育了27个儿女，而他们的正常同胞475人中共生育了582个子女，如以正常人的生育率为1，该病患者的相对生育率（f）=(27/108)/(528/457)=0.2。这样表明在软骨发育不全患者中的适合度降低了，同时也说明相对生育率即代表适合度。人们可用类似方法求得其它遗传病患者的适合度。
选择系数（压力）（selectioncoefficient or pressure）是与适合度有关的概念，并以此来表示选择的作用，一般用s表示，它表明在选择作用下，降低的适合度。s与f的关系是：s=1-f。如软骨发育不全患者的适合度为0.02，其选择系数s=1-0.2=0.8。
3．选择对隐性基因、显性基因和X连锁基因的作用及有关突变率的计算 在一定条件下，一个群体的突变率可明显增高，形成突变压力（mutation pressure），使某个基因频率增高。另一方面，受某种环境条件的影响，某些突变型选择作用，使突变基因的频率降低，即选择压力。因此，一个群体保持遗传平衡，就是突变压力和选择压力之间达到平衡，这样，使群体的遗传结构趋于稳定，达到平衡状态。
（1）选择对显性基因的作用：在一个遗传平衡群体中，选择对显性基因作用较为明显，因为有显性基因的个体（AA和Aa）都可受到选择的作用。当选择对显性基因A不利时，杂合子Aa和纯合子AA都会被淘汰。这样，基因A最终会从群体中消失。这时如要达到遗传平衡，就要靠基因a突变为基因A来补偿。这样显性基因突变率可按下列公式求出： v为突变率,s为选择系数，p为基因A的频率，患者多为杂合子（H），其频率为2pq，由于p值很小，q≈1，2pq=2p。
p=1/2H,H=2p,故v=s×1/2H
也就是说每一代中基因频率因选择而降低为s× 1/2H，而在一个遗传平衡群体中被淘汰的部分将由突变率（v）来补偿，即按v=s×1/2H公式求出显性基因的突变率。例如软骨发育不全侏儒症，在丹麦哥本哈根市医院出生的94 075名儿童中，患该病的有10人，其发病率为10／94，075=0.0001063。又已知该病适合度为0.02，则其选择系数s为0.08。代入公式v=s×1/2H=0.08×0.5×0.0001063=42.5×10-6／代。此外，还有证据表明，随父亲年龄的增长，某些常染色体显性遗传的基因突变率增高。
（2）选择对隐性基因的作用：如只有隐性基因（a）纯合（aa）时才发病而面临选择。由于隐性基因大都可以杂合状态在群体中维持很多世代，因此，选择的作用对隐性基因频率的降低很慢，如选择对其不利时，最终将从人群中消失。而隐性基因频率在人群中基本恒定，这可能是基因A突变为基因a,以补偿因选择而被淘汰的有害隐性基因aa，即在一个遗传平衡群体中，被淘汰的部分将由突变率（u）来补偿。选择系数为s，每一代在基因频率的减少将为sq2，故u=sq+2，按此公式可以隐性基因的突变率。例如苯酮尿症（PKU）在我国人群中的发病率为1／16，500（0.000060），其适合度f为0.15，s=0.85，故u=sq2=0.85×0.00006=0.000051=51×10-6／代。可见此突变率相当高，因为PKU的适合度过低。
（3）选择对X连锁基因的作用；由于男性是半合子，X连锁隐性基因只要是致病基因便可表达而面临选择，所以致病基因频率q与就是男性发病率。而女性携带者的频率近于致病基因频率的2倍，但携带者的表型正常，不受选择影响。因此，从整个群体来说，男性致病基因频率只占全部致病基因量的1／3，选择系数为s,每代中因选择而被淘汰的致病基因为1/3sq，而被淘汰的部分由突变率（u）来补偿，故u=1/3sq。
例如甲型血友病男性发病率为0.00008，适合度f为0.25，则s=0.75，代入上式：u=1/3×0.75×0.00008=0.00002=20×10-6／代，这样的突变率也是较高的。假肥大型肌营养不良（DMD）的突变率更高，u=20-100×10-6／代。
4．选择压力的变化对遗传平衡的影响既然维持群体遗传平衡受选择和突变及其压力之间平衡的制约，则选择压力的变化必然要影响群体的遗传结构。选择压力的变化主要有两方面：一是选择压力的增强，二是选择压力的降低，这两种情况可影响群体中某一表型的适合度增高或降低，从而使表型相应的等位基因的频率也发生改变。
（1）选择压力的增强：即选择压力越大，选择系数越高，引起基因频率变化越快。对常染色体显性遗传病，杂合子患者（Aa）的适合度为0，s=1，则群体中致病基因A的频率p在一代中间即可降低为0，下一代中致病基因频率将靠突变率来维持，因上一代的致病基因已被选择而淘汰，因此，基因频率的变化较迅速。对常染色体隐性遗传病，选择压力即使增强，纯合隐性患者aa的频率为q，基因AA的频率为p2，Aa的频率为2pq，aa的频率为q2。在aa的适合度为0，s=1时，则群体中基因a，只存在于杂合子Aa中。计算隐性致病基因频率降低所需世代数可按下列公式进行。
q1=q/1+q q2=q1/1+q2以后的世代为qn=q/1+qn
n=1/qn-1/q(n表示世代）
例如，常染色体遗传病白化病，其致病基因a在群体中的频率为0.01，在选择压力增强时，使该病患者(aa)不能生育，需经过多少世代才能使其基因频率降低为0.005呢？q=0.01=1/100，代入公式：n=1qn-1/q=1/(1/200)-1/(1/100)，n=200-100=100代。如果每世代以25年计算，则要经过2500年才能使基因频率降低一半，因此，选择压力的改变对隐性基因频率的变化是很缓慢的。
（2）选择压力放松（relaxation fo selection pressure）：由于选择压力的降低使致病基因频率增高，而导致遗传发病率增高。随着医学发展和诊治技术的进步，将有许多遗传病可以治疗或延长患者生命，他们可活到生育年龄，并结婚生育，这样是否会增加群体中遗传病的发病率呢？
对显性遗传病来说，若是致死的，其发病率完全由突变来维持。若患者被治愈就和正常人一样结婚生育，这样，经过一代后发病率将增加1倍，而后代各代中将以同样数量增加。当然，该病病例也将逐渐增加，人们从遗传型视网膜母细胞瘤就已看到这种变化趋势。
对隐性遗传病来说，若是致死的，其发病率在完全放松选择的情况下，缓慢上升。例如，苯酮尿症的发病率约为1／10000，基因频率为0.01，突变率为50×10－6／代，该病可用低苯丙氨酸食品治疗。假定被治愈的患者生育率与正常人相同，即在完全放松选择后，致病基因频率要经达200代才能增加1倍，即0.01+0.5/100000×200=0.02。这时的发病率比原来增高4倍，这种变化要经200代即5000年后才能达到，所以上升是很缓慢的。
对X连锁遗传病来说，只有男性患者才面临选择。若该病是致死的，在完全放松选择后，也要经过3代，致病基因频率才可增加1倍，即男性患者的发病率增高1倍。
总之，在选择放松情况下，遗传的发病率会有所上升，但其速度是缓慢的。现今分子生物学的迅速进展，先进医疗技术不断涌现，其中基因治疗展示了美好的前景，人们有理由不必选择压力的放松增高遗传病的发病率而忧虑。
5．选择与群体中的平衡多态性当选择压力向两个方面进行时，一方面是有害等位基因的维持，另一方面是它们的消除。也就是在一个群体中，只要等位基因存在，就会有两种或两种以上的基因型，其中最低的基因频率也不能仅用突变来维持，各基因型达到了遗传平衡，这种情况称为平衡多态性（balanced polymorphism）。
人类许多基因座位都存在着多态性，最稳定的多态性是突变基因由于有选择优势而形成。例如镰形细胞贫血症，在非洲黑人中，其纯合患者（HbsHbs）可高达4％，HbstHbA的基因频率分别为0.2和0.8。纯合子一般死亡。杂合子在群体中可高达32%，这是因为杂合子的血蛋白结构的有抗疟性，其适合度略高于正常人（HbAHbA）。这样，在恶性疟疾流行时，杂合子具有选择优势。杂合子的这种选择优势补偿了纯合患者死亡所失去的隐性基因（HbsHbs），因而维持了群体中的平衡多态性。类似的情况还有其它的有害基因，如地中海贫血、血红蛋白C、G6PD缺陷以及Duffy血型的Fy基因等。它们所以能在一定群体中维持较高的基因频率，就是因为有抗疟性使杂合子受到保护之故。
遗传负荷（geneticload）是指一个群体由于有害基因的存在而使其适合度降低的现象，有人描述其为整个群体遗传的无能性。因为致死基因是经突变产生的，可使生物在成年前而死亡，其基因既不能传于下一代，当然也就不利于生物个体的生存和延续后代。
遗传负荷一般用一个群体中每个个体带有的有害基因的数量来衡量。它包括突变负荷和分离负荷。突变负荷（mutation load）是一个群体中反复发生的突变产生了致死或亚致死基因。由于这些基因的积累，形成了选择上不利的纯合子，从而使群体平均适合度降低。分离负荷（segregation load）是指有害基因从有利的杂合子分离而产生了选择不利的纯合子，从而使群体由较高适合度的杂合子形成较低适合度的纯合子。遗传负荷有不同的估算方法。据估计，我国人群中至少每人有5-6个有害基因以杂合方式存在。
